Programa Analítico Vicerrectoría de Educación Superior División de Ingeniería y Tecnologías Departamento de Física y Matemáticas Periodo : Primavera 2012 Nombre del curso: ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO Línea Curricular: Física HTS: HPS: 3 0 HTS: HORAS TEÓRICAS SEMANALES THS: 3 Clave: FM1520 O Seriación: FM1210 FM2200 O FM1200; FM1250 O FM1025 Y FM1290 O FM1205 Créditos: HPS: HORAS PRÁCTICAS SEMANALES 6 THS: TOTAL DE HORAS POR SEMANA Idioma(s) en que se imparte el curso: Español Tipo(s) de Curso: Presencial Objetivo y/o competencias generales del curso : Comprender las leyes y principios que rigen a los cuerpos cuando están sometidos a las influencias de campos eléctricos y magnéticos, así como la relación entre la Electricidad y el Magnetismo. Descripción de contenidos y calendarización: TIEMPO Modalidad Martes 10 de Enero Jueves 12 de Enero OBJETIVOS ESPECIFICOS TEMAS Y SUBTEMAS Martes y Jueves 1. Carga y Materia Inducir al estudiante en la forma de trabajar en el curso. Marco histórico Proporcionar un panorama Modelos atómicos de los aspectos principales Carga eléctrica. que conforman en curso. Cuantización de la carga Describirá lo que es una eléctrica. carga eléctrica. La conservación de la carga. Describirá lo que significa la cuantización de la carga eléctrica. Enunciará el principio de Conservación de la carga eléctrica. Distinguirá entre conductores 1. Carga y Materia y aislantes en base a sus Conductores y aislantes. propiedades eléctricas. Ley de Coulomb. Aplicará la Ley de Coulomb a Distribución de cargas la solución de problemas de continuas. cargas puntuales. El principio de superposición. Revisión No. 1 Formato para Programas Analíticos ACTIVIDADES Encuadre del Curso. Presentación del tema. Investigación sobre el funcionamiento del Generados Van de Graaff. Ejercicios en clase por parte del maestro. Asignar lectura: puntos 1.1, 1.2, 1.3 (Libro de texto) Apertura de tareas 1A, 1B y 1C. Verificación de lectura. Presentación del tema. Ejercicios en clase por parte del maestro. Exposición de video sobre el átomo. 21/01/2005 Pag. 1 de10 Programa Analítico Vicerrectoría de Educación Superior Diferenciará entre cargas discretas y continuas. Martes 17 de Enero Jueves 19 de Enero Martes 24 de Enero Jueves 26 de Enero Martes 31 de Enero Jueves 2 de Febrero Resolverá problemas de una 1. Carga y Materia distribución de cargas Ley de Coulomb. discretas aplicando la Ley de Distribución de cargas Coulomb. discretas y continuas. Resolverá problemas de una distribución de cargas continuas aplicando la Ley de Coulomb. 2. El campo eléctrico Explicará el origen del campo eléctrico. El origen del campo eléctrico. Explicará, cualitativa y cuantitativamente los efectos Efectos del campo eléctrico del campo eléctrico sobre sobre cargas eléctricas. cargas eléctricas. Distinguirá entre carga discreta y carga continua. Calculará el campo eléctrico para distribuciones de carga puntuales. Calculará el campo eléctrico para distribuciones homogéneas de carga. Distinguirá los diferentes tipos de distribución homogénea de carga. Analizará problemas con distribuciones del tipo lineal, superficial y volumétrico. 2. El campo eléctrico Cálculo del campo eléctrico debido a una carga puntual o a una distribución de cargas puntuales. Cálculo del campo eléctrico para distribuciones homogéneas de carga. 2. El campo eléctrico Distribución lineal de carga. Distribución superficial de carga. Distribución volumétrica de carga. Enunciará las propiedades de las Líneas de Fuerza. Describirá el campo eléctrico mediante el empleo de Líneas de Fuerza. Resolverá problemas que involucren el campo eléctrico. Calculará el flujo de campo eléctrico a través de 2. El campo eléctrico Líneas de fuerza. Aplicaciones del campo eléctrico. Revisión No. 1 Formato para Programas Analíticos 3. Ley de Gauss. Flujo de campo eléctrico a Asignar lectura puntos 1.4, 1.5 (Libro de texto) Abrir frecuente 1A. Verificación de Lectura. Ejercicios en clase por parte del maestro. Trabajo en equipo en la solución de problemas. Abrir frecuente 1B. Abrir frecuente 1C Exposición del tema por parte del maestro. Consulta de artículos de aplicación de los conceptos de campo eléctrico. Ejercicios de práctica en clase. Apertura de tareas 2A, 2B y 2C. Exposición del tema por parte del maestro. Ejercicios de práctica en clase. Asignar tarea relativa al tema de campo eléctrico. Abrir frecuente 2A. Exposición del tema por parte del maestro. Experimentos en clase sobre las líneas de fuerza. Exposición de video sobre campo eléctrico. Asignar lectura puntos 1.6, 1.7 (Libro de texto) Abrir frecuente 2B. Verificación de lectura. Examen frecuente 3. Ejercicios de práctica en clase. Asignar lectura puntos 2.1, 2.2, (Libro de texto) Abrir frecuente 2C. Verificación de lectura. Exposición del tema por 21/01/2005 Pag. 2 de10 Programa Analítico Vicerrectoría de Educación Superior superficies cerradas que tengan geometría sencilla. Enunciará la Ley de Gauss. Utilizará la Ley de Gauss para calcular el campo eléctrico de diferentes distribuciones homogéneas de carga. través de superficies cerradas. La Ley de Gauss. Resolverá problemas utilizando la Ley de Gauss. Comparará la metodología utilizada en el capítulo anterior para el cálculo de campo eléctrico. Deducirá la ley de Coulomb a partir de la ley de Gauss. 3. Ley de Gauss. Aplicaciones de la ley de Gauss para calcular el campo eléctrico de diferentes distribuciones homogéneas. Martes 14 de Febrero Enunciará el concepto de potencial eléctrico. Explicará la relación entre potencial eléctrico y el campo eléctrico. 4. Potencial eléctrico. Potencial eléctrico y campo eléctrico. Jueves 16 de Febrero Calculará el potencial eléctrico debido a cargas puntuales y a distribuciones homogéneas de carga. Martes 21 de Febrero Enunciará el concepto de energía potencial eléctrica a partir del potencial eléctrico, utilizando el gradiente. Resolverá problemas de campo eléctrico a partir del potencial eléctrico. 4. Potencial eléctrico. Cálculo de potencial eléctrico debido a una carga puntual, a un grupo de cargas puntuales o a una distribución homogénea de carga. 4. Potencial eléctrico. Energía potencial eléctrica. Cálculo del campo eléctrico a partir del potencial eléctrico Jueves 23 de Febrero Resolverá problemas de potencial eléctrico para distribuciones de carga Martes 7 de Febrero Jueves 9 de Febrero Revisión No. 1 Formato para Programas Analíticos 3. Ley de Gauss. La ley de Gauss y la ley de Coulomb. 4. Potencial eléctrico. Potencial eléctrico para distribuciones de cargas parte del maestro. Ejercicios de práctica en clase. Asignar lectura puntos 2.3 (Libro de texto) Apertura de tareas 3A, 3B y 3C. Abrir frecuente 3A. Verificación de lectura. Ejercicios de práctica en clase. Abrir frecuente 3B. PRIMER PARCIAL, Grupo Martes 14:30horas Ejercicios de práctica en clase. Asignar lectura puntos 3.1 (Libro de texto) Abrir frecuente 3C. PRIMER PARCIAL, Grupo Martes 16:00horas Retroalimentación del primer examen parcial Exposición del tema por parte del maestro. Ejercicios de práctica en clase. Apertura de tareas 4A, 4B y 4C. Asignar lectura puntos 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6 (Libro de texto). Verificación de lectura. Exposición del tema por parte del maestro. Ejercicios de práctica en clase. Asignar lectura puntos 4.1, 4.2, 4.3, 4.4 (Libro de texto) Abrir frecuente 4A. Verificación de lectura. Exposición del tema por parte del maestro. 21/01/2005 Pag. 3 de10 Programa Analítico Vicerrectoría de Educación Superior continuas o discretas. continuas y discretas. Cálculo del campo eléctrico a partir del potencial eléctrico 4. Potencial eléctrico. Potencial eléctrico para distribuciones de cargas continuas y discretas. Cálculo del campo eléctrico a partir del potencial eléctrico 5. Capacitores y dieléctricos. Concepto de capacitancia. Cálculo de capacitancia. Circuitos equivalentes. Martes 28 de Febrero Resolverá problemas de potencial eléctrico para distribuciones de carga continuas o discretas. Jueves 1 de Marzo Enunciará el concepto de capacitancia. Calculará la capacitancia para capacitores de diferentes geometrías Calculará la capacitancia equivalente de un circuito. Martes 6 de Marzo Explicará las propiedades de 5. Capacitores y dieléctricos. un capacitor con dieléctrico. Los dieléctricos y la ley de Gauss. Resolverá problemas de capacitores con dieléctricos. Energía potencial eléctrica. Calculará la energía eléctrica Calculo de capacitancia para almacenada en un campo diversos circuitos. eléctrico. 5. Capacitores y dieléctricos. Resolverá problemas con capacitores. Los dieléctricos y la ley de Gauss. Calculo de capacitancia para diversos circuitos. 5. Capacitores y dieléctricos. Resolverá problemas con capacitores. Los dieléctricos y la ley de Gauss. Calculo de capacitancia para diversos circuitos. 6. Corriente y resistencia. Enunciará los conceptos de corriente y densidad de Conceptos de corriente y corriente. densidad de corriente. Calculará la resistencia a Resistencia y resistividad. partir de la resistividad del material y sus características geométricas. Jueves 8 de Marzo Martes 13 de Marzo Jueves 15 de Marzo Revisión No. 1 Formato para Programas Analíticos Ejercicios de práctica en clase. Abrir frecuente 4B. Ejercicios en clase por parte del maestro. Ejercicios de práctica en clase. Abrir frecuente 4C. Exposición del tema por parte del maestro. Ensayo sobre la fabricación de capacitores. Ejercicios de práctica en clase. Exposición de video sobre capacitares. Asignar lectura puntos 5.1, 5.2 (Libro de texto) Apertura de tareas 5A, 5B y 5C. Ejercicios en clase por parte del maestro. Ejercicios de práctica en clase. Abrir frecuente 5A. Ejercicios en clase por parte del maestro.. Ejercicios de práctica en clase. Abrir frecuente 5B. SEGUNDO PARCIAL, Grupo Martes 14:30horas Abrir frecuente 5C. : Indagación Bibliográfica: a) Encontrar las principales aplicaciones de los componentes electrónicos considerados en clase. Exposición del tema por parte del maestro. Ejercicios de práctica en clase. Asignar lectura puntos 5.3, 21/01/2005 Pag. 4 de10 Programa Analítico Vicerrectoría de Educación Superior Martes 20 de Marzo Explicará el significado de la ley de Ohm. Resolverá problemas aplicando la ley de Ohm. Calculará la energía que se convierte en calor en un circuito eléctrico. 6. Corriente y resistencia. Ley de Ohm. Resistencia y temperatura. Intercambio de energía en un circuito. Jueves 22 de Marzo Resolverá problemas aplicando la Ley de Ohm. Calculará el costo promedio de la energía empleada para diferentes aparatos. 6. Corriente y resistencia. Ley de Ohm. Transmisión de potencia eléctrica. Martes 27 de Marzo Enunciará el concepto de fuerza electromotriz. Distinguirá los diferentes tipos de redes eléctricas. 7. Fuerza electromotriz y circuitos. Concepto de fuerza electromotriz. Cálculo de corriente. Circuitos simples. Redes eléctricas. Jueves 29 de Marzo Enunciará y aplicará las leyes de Kirchhoff. Enunciará el concepto de diferencia de potencial. Empleará las leyes de Kirchhoff para el cálculo de la diferencia de potencial. 7. Fuerza electromotriz y circuitos. Leyes de Kirchhoff. Cálculo de diferencia de potencial. Martes 3 de Abril Jueves 5 de Abril Martes 10 de Abril Analizará los conceptos de carga y descarga. Resolverá el circuito RC simple. Revisión No. 1 Formato para Programas Analíticos SEMANA SANTA SEMANA SANTA 7. Fuerza electromotriz y circuitos. Circuito RC. 5.4 (Libro de texto) Apertura de tareas 6A, 6B y 6C. Abrir frecuente 6A. SEGUNDO PARCIAL, Grupo Martes 16:00horas Verificación de lectura. Exposición del tema por parte del maestro. Ejercicios de práctica en clase. Exposición de video relativo la Ley de Ohm. Asignar lectura puntos 6.1, 6.2 (Libro de texto) Abrir frecuente 6B. Verificación de lectura. Ejercicios en clase por parte del maestro. Ejercicios de práctica en clase. Abrir frecuente 6C. Exposición del tema por parte del maestro. Ejercicios de práctica en clase. Asignar lectura puntos 6.3 (Libro de texto). Apertura de tareas 7A, 7B y 7C. Verificación de lectura. Realizar experimentos con circuitos eléctricos. Ejercicios de práctica en clase. Exposición de video sobre circuitos eléctricos. Asignar lectura puntos 6.4, 6.5 (Libro de texto) Verificación de lectura Diseñar un experimento sobre la carga y descarga de un capacitor. Ejercicios de práctica en 21/01/2005 Pag. 5 de10 Programa Analítico Vicerrectoría de Educación Superior Jueves 12 de Abril Resolverá problemas con circuitos RC complejos. 7. Fuerza electromotriz y circuitos. Circuito RC. Martes 17 de Abril Resolverá problemas con circuitos RC complejos. Jueves 19 de Abril Definirá el campo magnético por medio de la ecuación de Lorentz. Calculará la fuerza magnética producida por un campo magnético. 7. Fuerza electromotriz y circuitos. Circuito RC. 8. El campo magnético. Definición de campo magnético. Fuerza magnética. Martes 24 de Abril Calculará la fuerza magnética producida por un campo magnético sobre cargas en movimiento. 8. El campo magnético. Fuerza magnética sobre una carga en movimiento. Jueves 26 de Abril Calculará la fuerza magnética sobre un alambre con una corriente eléctrica. 8. El campo magnético. Fuerza magnética sobre una corriente eléctrica. Martes 1 de Revisión No. 1 Formato para Programas Analíticos clase. Asignar lectura puntos 7.1 (Libro de texto) Abrir frecuente 7A. Verificación de lectura Ejercicios en clase por parte del maestro. Asignar lectura puntos 7.1 (Libro de texto) Abrir frecuente 7B. Abrir frecuente 7C. TERCER PARCIAL, Grupo Martes 14:30horas Retroalimentación del tercer examen parcial. Exposición del tema por parte del maestro. Consulta de artículos de aplicación de los conceptos del tema del Campo Magnético. Ejercicios de práctica en clase. Asignar lectura puntos 7.2, 7.3, 7.4 (Libro de texto) Apertura de tareas 8A, 8B y 8C. Abrir frecuente 8A. TERCER PARCIAL, Grupo Martes 16:00horas Verificación de lectura. Exposición del tema por parte del maestro. Realizar un ensayo sobre las propiedades magnéticas de la materia. Ejercicios de práctica en clase. Asignar lectura puntos 8.1, 8.2, 8.3 (Libro de texto) Abrir frecuente 8B. Ejercicios de práctica en clase. Exposición de video sobre magnetismo. Abrir frecuente 8C. ASUETO 21/01/2005 Pag. 6 de10 Programa Analítico Vicerrectoría de Educación Superior Mayo Jueves 3 de Mayo Resolverá ejercicios sobre diferentes tópicos contenidos en el curso. Repaso general del curso FIN DE CURSO Método Pedagógico empleado : Se revisan los contenidos temáticos seleccionando métodos y técnicas que involucran a todos los estudiantes, apoyados por recursos didácticos de ultima generación, orientando las discusiones en clase hacia la aplicación de los conceptos y técnicas aprendidos a situaciones reales. La actividad en el aula esta fuertemente apoyada por el uso de equipo de cómputo, uso de fislets, calculadoras científicas con la capacidad de realizar operaciones con vectores y el manejo del Cálculo Integral, así como el uso de metodologías didácticas que se enfocan al desarrollo de las habilidades relacionadas con las estrategias de solución de problemas. Se realizan actividades orientadas a un aprendizaje más significativo del contenido temático tanto de manera individual como en grupos. Se dejan tareas a resolver de manera individual y en equipo, siendo estas ultimas principalmente casos a analizar fuertemente contextualizados. Se aplican tres evaluaciones parciales, señaladas en el calendario del curso. En todas éstas, se hará una retroalimentación pertinente como parte de la evaluación formativa. La definición de lo que se entenderá por cada uno de los aspectos ha evaluar se describe más adelante. Al final del curso se tiene un examen integrador. Este examen involucra todos los contenidos vistos en el curso. Recursos Didácticos Computadora, cacluladoras científicas con funciones vectoriales, Experimentos, Videos, Internet. Fechas de exámenes: Primer parcial: Martes 7 de Febrero. Grupo 14M Jueves 9 de Febrero. Grupo 16M Segundo Parcial: Martes 13 de Marzo. Grupo 14M Jueves 15 de Marzo. Grupo 16M Tercer Parcial: Martes 17 de Abril. Grupo 14M Jueves 19 de Abril. Grupo 16M Final: Jueves 10 de Mayo a las 13:00 hrs (Grupo 14:30M) Martes 15 de Mayo a las 17:00hrs (Grupo 16:00M) Políticas del curso Tarea: Es una actividad fuera del aula que involucra la realización de problemas seleccionados aleatoriamente para cada alumno mediante la platforma blackboard, o de actividades previamente elaboradas por el maestro, o Revisión No. 1 Formato para Programas Analíticos 21/01/2005 Pag. 7 de10 Programa Analítico Vicerrectoría de Educación Superior la elaboración de un reporte escrito de una investigación bibliográfica. La entrega de la tarea es de una sesión a otra si son mediante plataforma o de una semana si son reportes escritos. El formato de una tarea impresa es: los datos en computadora empleando un procesador de textos, en un recuadro en la parte superior derecha de la primera hoja (nombre completo del alumno, matrícula, carrera, el número de la tarea y la fecha), la redacción de los problemas con sus incisos correspondientes, las respuestas o proceso de solución después de cada pregunta o inciso del problema y las hojas debidamente grapadas. La tarea de un reporte será entregada con portada y con el contenido del reporte en computadora empleando un procesador de textos, y además grapada. En todos los casos debe usarse una hoja tamaño carta. Para una actividad (tarea o examen frecuente) en linea, el alumno debe mantenerse al tanto de las fechas de apertura y clausura de las mismas, una vez cerrada una actividad, esta no se abrirá nuevamente bajo ninguna circunstancia. ASISTENCIA. Estan regidas por el Reglamento de Evaluación de Estudiantes de Profesional. Artículo 13º. El límite de inasistencias a un curso se calcula multiplicando el número de sesiones de clase a la semana por dos, salvo en lo dispuesto por el Reglamento General de Alumnos. Artículo 14º. Las inasistencias a clase de un estudiante por razones formativas están normadas por el Capítulo VII, Art.21 del Reglamento General de Alumnos. Por política del departamento se tomará asistencia al inicio de la clase, si un estudiante no se encuentra presente mientras se toma lista, el profesor le registrará inasistencia y se reservará el derecho de permitirle la entrada al salón. No esta permitido salir del salón una vez iniciada la clase, en caso de caer en esta falta el profesor registrará inasistencia del alumno y se reserevará el derecho de permitirle regresar al salón. USO DE CELULARES Queda estrictamente prohibido el uso de celulares a la hora de clase, así como utilizar las calculadoras de estos equipos. Sanciones Si suena un aparato celular a la hora de clase el alumno dueño del aparato se hará acreedor de una falta. Asesoría del maestro: Además de asistir a la clase el estudiante tiene derecho a solicitar asesoría a su maestro extra-clase. Para este curso el maestro debe negociar al menos una hora en la que debe presentar dicha asesoría y el horario lo dará a conocer durante la primera semana de clase y publicarlo en su cubículo. Evaluación: La evaluación de los cursos se hace de manera continua y considerando los siguientes elementos: • Tareas en línea • Exámenes Frecuentes en línea • Exámenes Parciales • Indagación Bibliográfica (Corresponde al 10% del Examen Final) • Examen Final. Revisión No. 1 Formato para Programas Analíticos 21/01/2005 Pag. 8 de10 Programa Analítico Vicerrectoría de Educación Superior Políticas de Evaluación del curso: NOTA: Deberán estar alineadas a las Políticas y Reglamentos de Evaluación de alumno de acuerdo al nivel correspondiente, Profesional o Posgrado Calificación Parcial Profesor Dr. Enrique Peña Muñoz Investigaciones y/o tareas 10% Prácticas y exámenes rápidos 20% Examen Parcial 70% Calificación Final Total (100%) 3 Parciales 70% Trabajo Final 0% Examen Final 30% Total (100%) 100% Datos Generales del(de los) Profesor(es): Nombre Dr. Enrique Peña Muñoz Teléfono 82 15 14 43 Ubicación Oficina:6312 Correo E [email protected] Hrs. de Asesoría L M y V de 9:00 a 10:00hrs Bibliografía básica y complementaria : BASICA: Serway, R. ; Jewett, J. : Electricidad y Magnetismo. Sexta edición. México 2005. Thomson Internacional. Clasificación de Biblioteca UDEM 537 S492e 2005 COMPLEMENTARIA: Resnick, Robert : Física parte II. Cuarta edición. México. 2001. CECSA. Clasificación de Biblioteca UDEM 530 R434f 2000-01 v.2 Tipler, P. : Física, para la ciencia y la tecnología. Volumen 2. Quinta edición. México 2005. Editorial Reverté. Clasificación de Biblioteca UDEM 530 T595f 2005 v.2 Stratton J. A. : Electromagnetic Theory. Primera Edición. México 2007. Wiley Interscience. Clasificación de Biblioteca UDEM 530.141 S911e 2007 Sears, Zemansky, Young: Física Universitaria. Volumen 2. Novena edición. Pearson Educación. México. 1999. Clasificación de Biblioteca UDEM 530 F537f 1999 v.2 c.2 Susan M. Lea: Física. La Naturaleza de las Cosas. Vol.2. México 1999.Thomson Internacional. Clasificación de Biblioteca UDEM 530 L443f 1999 v.2 Eugene Hecht : Física 2. Segunda edición. México. 2000. Thomson Internacional. Clasificación de Biblioteca UDEM 533 H447f 2000 v.2 Revisión No. 1 Formato para Programas Analíticos 21/01/2005 Pag. 9 de10 Programa Analítico Vicerrectoría de Educación Superior Fishbane, P. ; Gasiorowicz, S. : Física para ciencias e ingeniería. Volumen 2. Primera edición. México 1997. Prentice Hall Inc. Clasificación de Biblioteca UDEM 530 F532f 1997 v.2 c.2 Reese, R. : University Physics. Volumen 2. Primera edición. México 2000. Brooks/Cole. Clasificación de Biblioteca UDEM 530 R329u 2000 v.2 c.2 Giancoli, D. : Física para universiatrios. Volumen 2. Tercera Edición. México 2002. Pearson Education. Clasificación de Biblioteca UDEM 530 G433fb 2002 v.2 Benson, Harris. Física universitaria. Volumen 2. Primera edición. México 2000. CECSA. Clasificación de Biblioteca UDEM 530 B474f 2000 v.2 Guerra, M; Correa, J. : Física, elementos fundamentales. Volumen 2. Primera edición. México 2002. Editorial Reverte. Clasificación de Biblioteca UDEM 530 F537h 2002 v.2 Feynman: Física, electromagnetismo y materia. Volumen 2. Primera Edición. México 2000. Pearson Education. Clasificación de Biblioteca UDEM 530 F435f 2000 v.2 Silvan J. Bianco. : Computer Physics Research Trends. Primera Edición. México 2007. Editorial Nova. Clasificación de Biblioteca UDEM 530 C738 2007 Aguilar/Senent. : Cuestiones de Física. Primera edición. México 2002. Editorial Reverte. Clasificación de Biblioteca UDEM 530 A283c 2002 Landau/Lifshitz. : Teoría clásica de los campos. Segunda edición. México 2002. Editorial Reverte. Clasificación de Biblioteca UDEM 530.141 L253t 2002 Firma de autorización Revisión No. 1 Formato para Programas Analíticos 21/01/2005 Pag. 10 de10